内因火灾是金属硫化矿开采中的主要灾害之一。本课题结合了内因火灾防治、溶浸采矿的基本原理,着眼于矿石表面含硫量这一内因,利用细菌来降解矿石表面硫化矿,寻求一种新的内因火灾防治方法。本课题开展了常温菌和高温菌室内培育,进行细菌脱硫实验,检测了硫化矿石在脱硫前后的自燃倾向特征指标,揭示了细菌脱硫防灭火机理,模拟了爆堆脱硫过程中温度场的分布特征。研究结果表明,与常温菌相比,高温菌脱硫效率较高,但繁殖速度慢;细菌脱硫的影响因素中,pH值、矿石粒度对脱硫率的贡献较大,而接种量影响较小;脱硫动力学分析表明,固膜内扩散成为限制脱硫过程的主要环节;矿石经脱硫后,自燃倾向性下降了,矿石没有明显的自燃点;数值模拟结果进一步验证了细菌脱硫防灭火机制,爆堆的温度大大降低了。通过细菌鉴定,用于脱硫的高温菌是一种硫杆菌;在最优的脱硫环境下,细菌脱硫率达到54.1%;矿石脱硫后,其自燃倾向性由原来的I级降为Ⅲ级;矿堆脱硫后温度下降了84.9K,与脱硫前相比其下降幅度达18.3%。该课题开创了细菌脱硫在高硫矿床防灭火领域应用的新局面,提供了一条内因火灾防治的新途径,对于推动我国金属矿山防灭火的技术进步具有重大意义。
英文主题词bacterial desulfurization; spontaneous fire; spontaneous combustion tendency; high-sulphide deposit;Mechanism of Preventing and extinguish fire